Flere varme problemer i den nuværende overspændingsbeskyttelsesanordning SPD

Flere varme problemer i den nuværende overspændingsbeskyttelsesanordning SPD

1. Klassificering af testbølgeformer

Til SPD-test for overspændingsbeskyttelse er der hård debat hjemme og i udlandet om testkategorierne i klasse I (klasse B, type 1), hovedsagelig om metoden til at simulere direkte lynimpulsudladning, tvisten mellem IEC og IEEE-udvalg :

(1) IEC 61643-1, i klasse I (klasse B, type 1) overspændingsstrømstest af den overspændingsbeskyttende enhed, 10/350 µs bølgeform er en testbølgeform.

(2) IEEE C62.45 'IEEE Overspændingsbeskyttelsesudstyr med lav spænding - Del 11 Overspændingsbeskyttelsesanordninger tilsluttet lavspændingsforsyningssystemer - Krav og testmetoder' definerer 8/20 µs bølgeform som testbølgeform.

Tiltrædende af 10/350 µs bølgeform mener, at for at sikre 100% beskyttelse under lynnedslag skal de mest alvorlige lynparametre bruges til at teste lynbeskyttelsesudstyr. Brug 10/350 µs bølgeform til at registrere LPS (Lightning Protection System) for at sikre, at den ikke er fysisk beskadiget af lyn. Og fortalerne for 8/20 µs bølgeform mener, at bølgeformen efter mere end 50 års brug viser en meget høj succesrate.

I oktober 2006 koordinerede og opførte relevante repræsentanter for IEC og IEEE flere emner til forskning.

GB18802.1 strømforsyning SPD har testbølgeformer i klasse I, II og III klassifikationer, se tabel 1.

Tabel 1: Testkategorier på niveau I, II og III

USA har overvejet to situationer i følgende tre nyeste standarder:
IEEE C62.41. 1 'IEEE-vejledning om spændingsmiljøet i lavspænding (1000V og mindre) vekselstrømskredsløb', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE om anbefalet praksis Karakterisering af overspændinger i lavspænding (1000V og mindre) vekselstrømskredsløb', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE om anbefalet praksis for overspændingstest for udstyr tilsluttet lavspænding (1000V og mindre) vekselstrømskredsløb', 2002

Situation 1: Lyn slår ikke bygningen direkte.
Situation 2: Det er en sjælden begivenhed: lyn rammer direkte på en bygning eller jorden ved siden af ​​en bygning er ramt af lyn.

Tabel 2 anbefaler gældende repræsentative bølgeformer, og tabel 3 viser intensitetsværdierne svarende til hver kategori.
Tabel 2: Placering AB C (sag 1) Gældende standard- og yderligere stødtestbølgeformer og sag 2 Parameteroversigt.

Tabel 3: SPD-situation ved udgang 2 Testindhold ^{A, B}

Bemærk:
A. Denne test er begrænset til SPD installeret ved udgangen, hvilket er forskelligt fra de standarder og yderligere bølgeformer, der er nævnt i denne anbefaling, bortset fra SPD.
B. Ovenstående værdier gælder for hver fasetest af flerfaset SPD.
C. Den vellykkede feltoperationsoplevelse af SPD med C lavere end eksponeringsniveau 1 indikerer, at lavere parametre kan vælges.

”Der er ingen specifik bølgeform, der kan repræsentere alle overspændingsmiljøer, så den komplekse virkelige verden skal forenkles til nogle brugervenlige standardtestbølgeformer. For at opnå dette klassificeres overspændingsmiljøerne til at give overspænding og strøm. Bølgeformen og amplituden er valgt således, at de er egnede til at evaluere de forskellige udholdenhedsegenskaber for udstyret, der er forbundet til lavspændingsstrømforsyningen, og udstyrets udholdenhed bølgemiljøet skal koordineres ordentligt. ”

”Formålet med at specificere klassificeringstestbølgeformer er at give udstyrsdesignere og brugere standard- og yderligere bølgetestbølgeformer og tilsvarende bølgemiljøniveauer. De anbefalede værdier for standardbølgeformer er forenklede resultater opnået ved analyse af en stor mængde måledata. Forenklingen vil muliggøre en gentagelig og effektiv specifikation for overspændingsmodstanden af ​​udstyr, der er forbundet med lavspændingsstrømforsyninger. ”

Spændings- og strømbølger, der bruges til SPD-impulsgrænsespændingstest af telekommunikations- og signalnetværk, er vist i tabel 4.

Tabel 4: Spænding og den aktuelle bølge af kollisionstest (tabel 3 i GB18802-1)

Bemærk: Påvirkning anvendes mellem linjeterminalen og den fælles terminal. Om der skal testes mellem linjeterminaler bestemmes efter egnethed. SPD til strømforsyning og SPD til telekommunikations- og signalnetværk skal formulere en samlet standard testbølgeform, der kan matches med udstyrets modstandsspænding.

2. spændingskontakt type og spænding grænse type

I den langsigtede historie er spændingskoblingstypen og spændingsbegrænsende typen udvikling, konkurrence, komplementering, innovation og ombygning. Luftgabetypen af ​​spændingskontakttypen har været meget udbredt i de sidste årtier, men det udsætter også flere mangler. De er:

(1) Det første niveau (niveau B) ved anvendelse af 10/350 µs gnistgap type SPD forårsagede et stort antal basestationskommunikationsudstyr, der registrerede massive lynskader.

(2) På grund af gnistgabens SPD's lange reaktionstid på lyn, når basestationen kun har gnistgab SPD, og ​​ingen anden SPD bruges til andet niveau (niveau C) -beskyttelse, kan lynstrømmen medføre lynfølsom enheder i enheden beskadiges.

(3) Når basestationen bruger B- og C-beskyttelse på to niveauer, kan gnistgab SDP's langsomme responstid på lyn medføre, at alle lynstrømme passerer gennem C-niveau spændingsbegrænsende beskytter, hvilket får C-niveau beskytteren til at være beskadiget af lyn.

(4) Der kan være en blind plet for gnistudladning mellem energisamarbejdet mellem spaltetypen og den trykbegrænsende type (blindpunkt betyder, at der ikke er nogen gnistudladning i udladningsgnistgabet), hvilket resulterer i gnistgap type SPD fungerer ikke, og det andet niveau (niveau C) -beskytter skal modstå højere. Lynstrømmen medførte, at C-niveau beskytteren blev beskadiget af lyn (begrænset af basestationens område, afkoblingsafstanden mellem de to poler SPD kræver ca. 15 meter). Derfor er det umuligt for det første niveau at vedtage gap type SPD til effektivt at samarbejde med C niveau SPD.

(5) Induktansen er forbundet i serie mellem de to beskyttelsesniveauer for at danne en afkoblingsanordning for at løse problemet med beskyttelsesafstanden mellem de to niveauer af SPD. Der kan være en blind plet eller refleksionsproblem mellem de to. Ifølge indledningen: ”Induktans bruges som en udtømningskomponent og bølgeform Formen har et tæt forhold. For lange halvværdibølgeformer (såsom 10/350 µs) er induktorens afkoblingseffekt ikke særlig effektiv (gnistgapstypen plus induktoren kan ikke opfylde beskyttelseskravene i forskellige lynspektrum, når lynet rammer). Ved forbrug af komponenter skal stigningstiden og spidsværdien af ​​overspændingen overvejes. ” Desuden, selvom induktansen tilføjes, kan problemet med spaltespalte SPD-spænding op til ca. 4kV ikke løses, og feltoperationen viser, at efter spaltetypen SPD og spaltekombinationstypen SPD er C- niveau 40kA-modul installeret inde i skiftende strømforsyning mister SPD Der er mange optegnelser om ødelæggelse af lyn.

(6) Di / dt- og du / dt-værdierne for SPD i gap-typen er meget store. Virkningen på halvlederkomponenterne inde i det beskyttede udstyr bag SPD på første niveau er særlig mærkbar.

(7) Gnistgab SPD uden forringelsesindikationsfunktion

(8) Gnistgapstypen SPD kan ikke realisere funktionerne for skadesalarm og fejlfjernsignalering (i øjeblikket kan den kun realiseres med LED for at indikere arbejdsstatus for dets hjælpekredsløb og afspejler ikke forringelsen og beskadigelsen af ​​lynbølgen protector), så det er tilfældet For ubemandede basestationer kan intermitterende SPD ikke anvendes effektivt.

Sammenfattende: set fra perspektivet af parametre, indikatorer og funktionelle faktorer såsom resttryk, afkoblingsafstand, gnistgas, responstid, ingen skadesalarm og fejlfri fjernsignalering truer brugen af ​​gnistgab SPD i basestationen sikker drift af kommunikationssystemets problemer.

Men med den kontinuerlige udvikling af teknologi fortsætter SPD med gnistgap-typen med at overvinde sine egne mangler. Brugen af ​​denne type SPD fremhæver også de større fordele. I de sidste 15 år er der gennemført en masse forskning og udvikling på typen af ​​luftgab (se tabel 5):

Med hensyn til ydeevne har den nye generation af produkter fordelene ved lav restspænding, stor flowkapacitet og lille størrelse. Gennem anvendelse af mikro-gap trigger-teknologi kan den realisere afstanden "0", der matcher den trykbegrænsende SPD og kombinationen af ​​den trykbegrænsende SPD. Det kompenserer også for manglende respons og optimerer i høj grad etableringen af ​​lynbeskyttelsessystemer. Med hensyn til funktion kan den nye generation af produkter garantere sikker drift af hele produktet ved at overvåge udløserkredsløbets funktion. En termisk frakoblingsanordning er installeret inde i produktet for at undgå afbrænding af den ydre skal; en stor åbningsafstandsteknologi er anvendt i elektrodesættet for at undgå den kontinuerlige strømning efter nul krydsninger. Samtidig kan den også tilbyde en ekstern signalalarmfunktion til at vælge den tilsvarende størrelse på lynimpulser og forlænge levetiden.

Tabel 5: Typisk udvikling af gnistgab

S / N	År	Nøglefunktioner	Bemærkninger
1	1993	Etabler et "V" -formet hul, der skifter fra lille til stort, og opret en tynd afladningsisolator langs dalenden som isolation for at hjælpe med at opnå en lav driftsspænding og afladning indtil afstanden ved hjælp af elektroder og rumstruktur og materialegenskaber i 1993 Før buen udad, dann en intermitterende tilstand og sluk lysbuen. Tidlige udladere af mellemrumstypen havde høj nedbrydningsspænding og stor spredning.
2	1998	Brugen af ​​et elektronisk udløserkredsløb, især brugen af ​​en transformer, realiserer den ekstra triggerfunktion. Det hører til det aktive udløste udledningsgab, som er en opgradering af det passive udløste udledningsgab. Reducerer sammenbrudsspændingen effektivt. Den hører til pulsudløseren og er ikke stabil nok.
3	1999	Spaltudladningen stimuleres af et gniststykke (aktivt udløst af en transformer), strukturen er designet som en halvlukket struktur, og det hornformede cirkulære eller bueformede hul ændres fra lille til stor, og luftføreren rillen er tilvejebragt på siden for at gøre det lettere at trække og blive langstrakt. Den elektriske lysbue er slukket, og den lukkede struktur kan fyldes med lysbuer. Det er udviklingen af ​​elektroden til tidligt udladningsgab. Sammenlignet med det traditionelle lukkede udladningsgab optimerer den bueformede eller cirkulære rille plads og elektrode, hvilket bidrager til et mindre volumen. Elektrodeafstanden er lille, den intermitterende evne er utilstrækkelig,
4	2004	Samarbejde med mikro-gap udløsende teknologi, vedtag den store afstandsindstilling af elektrode og spiral kanal kølebue slukningsteknologi, Forbedre udløserteknologien og intermitterende evne, brugen af ​​energitriggerteknologi er mere stabil og pålidelig.
5	2004	Optimer lynbeskyttelsesanordningen til at danne en sammensat overspændingsbeskyttelsesenhed, der opfylder kravene i klasse B og klasse C-beskyttelse. Moduler lavet af afladningshuller, moduler lavet af spændingsbegrænsende elementer, baser og forringelsesanordninger kombineres på forskellige måder til dannelse af overspændingsbeskyttelsesanordninger

Udvikling spor kort

3. Ligheder og forskelle mellem SPD for telekommunikation og SPD for strømforsyning

Tabel 6: Ligheder og forskelle mellem SPD for telekommunikation og SPD for strømforsyning

Tabel 7: Fælles arbejdsspænding for kommunikation SPD

4. Samarbejde mellem ekstern overstrømsbeskyttelse og SPD

Krav til overstrømsbeskyttelse (afbryder eller sikring) i afbryderen:

(1) Overhold GB / T18802.12: 2006 “Overspændingsbeskyttelsesenhed (SPD) Del 12: Retningslinjer for valg og brug af lavspændingsfordelingssystem”, “Når SPD og overstrømsbeskyttelsesanordning samarbejder, er den nominelle Under afladningsstrøm I anbefales det, at overstrømsbeskyttelsen ikke fungerer; når strømmen er større end In, kan overstrømsbeskyttelsen fungere. For en nulstillelig overstrømsbeskytter, såsom en afbryder, bør den ikke beskadiges af denne bølge. ”

(2) Den nominelle strømværdi for overstrømsbeskyttelsesapparatet skal vælges i henhold til den maksimale kortslutningsstrøm, der kan genereres ved SPD-installationen og SPD's kortslutningsstrømmodstandsevne (leveret af SPD-producenten ), det vil sige “SPD og den overstrømsbeskyttelse, der er forbundet med den. Enhedens kortslutningsstrøm (produceret når SPD fejler) er lig med eller større end den maksimale kortslutningsstrøm, der forventes ved installationen. ”

(3) Det selektive forhold skal være opfyldt mellem overstrømsbeskyttelsesanordningen F1 og den eksterne SPD-afbryder F2 ved strømindgangen. Ledningsdiagrammet for testen er som følger:

Forskningsresultaterne er som følger:
(a) Spændingen på afbrydere og sikringer
U (afbryder) ≥ 1.1 U (sikring)
U (SPD + overstrømsbeskytter) er vektorsummen af ​​U1 (overstrømsbeskytter) og U2 (SPD).

(b) Den overspændingsstrømskapacitet, som sikringen eller afbryderen kan modstå

Under den betingelse, at overstrømsbeskyttelsen ikke fungerer, skal du finde den maksimale overspændingsstrøm, som sikringen og afbryderen med forskellige nominelle strømme kan modstå. Testkredsløbet er som vist i figuren ovenfor. Testmetoden er som følger: Den anvendte startstrøm er I, og sikringen eller afbryderen fungerer ikke. Når 1.1 gange startstrømmen I påføres, fungerer den. Gennem eksperimenter fandt vi nogle minimum nominelle strømværdier, der kræves for overstrømsbeskyttere, der ikke fungerer under startstrøm (8/20 µs bølgestrøm eller 10/350 µs bølgestrøm). Se tabel:

Tabel 8: Minimumsværdien af ​​sikringen og afbryderen under startstrømmen med en bølgeform på 8/20 µs

Tabel 9: Minimumsværdien af ​​sikringen og afbryderen fungerer ikke under overspændingsstrømmen på 10/350 µs